前言

本文是對(duì)分布式服務(wù)器架構(gòu)的由來(lái)進(jìn)行介紹，要開發(fā)一款網(wǎng)絡(luò)游戲自然不能對(duì)開發(fā)網(wǎng)絡(luò)游戲的歷史一無(wú)所知，充分了解網(wǎng)絡(luò)游戲開發(fā)的歷史也能加深對(duì)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)游戲架構(gòu)的理解

下面就來(lái)看一看網(wǎng)絡(luò)游戲的服務(wù)器是如何一步步的從一個(gè)簡(jiǎn)單的服務(wù)器逐漸過(guò)渡到當(dāng)前熱門的分布式架構(gòu)服務(wù)器的

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卡牌、跑酷等弱交互服務(wù)器

• 最簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)游戲就是弱鏈接網(wǎng)絡(luò)游戲，類似于天天酷跑和單機(jī)卡牌這樣的只需要在每局游戲完成以后把數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器的游戲就可以被稱為弱鏈接網(wǎng)絡(luò)游戲

• 這種游戲往往會(huì)使用更簡(jiǎn)單的弱鏈接游戲服務(wù)器，也就是HTTP服務(wù)器，因?yàn)檫@種游戲的交互比較弱，玩家與玩家之間不需要實(shí)時(shí)面對(duì)面PK，所以根本不需要專用的游戲服務(wù)器

• 這種游戲在登陸時(shí)會(huì)采用非對(duì)稱加密方式來(lái)對(duì)玩家的密碼進(jìn)行加密，服務(wù)器會(huì)根據(jù)客戶端的用戶ID號(hào)、當(dāng)前時(shí)間戳、以及服務(wù)器端的私鑰計(jì)算出一個(gè)哈希值，以得到加密后的密鑰，然后把密鑰發(fā)送給客戶端之后，雙方就可以用通過(guò)加密的密鑰來(lái)進(jìn)行通信，這是最簡(jiǎn)單、最早期的服務(wù)器采用的加密方式，這種加密方式的特點(diǎn)就是安全性高，但速度慢

第一代游戲服務(wù)器

• 世界上第一個(gè)網(wǎng)絡(luò)游戲：MUD1

• 世界上的第一個(gè)網(wǎng)絡(luò)游戲叫做MUD1，它是文字類的網(wǎng)絡(luò)游戲，類似于現(xiàn)在玩的文字冒險(xiǎn)游戲

• MUD1是由1978年英國(guó)某著名財(cái)經(jīng)學(xué)校的學(xué)生編寫的，并在1980年時(shí)將MUD1接入到了一個(gè)類似于現(xiàn)在的internet的網(wǎng)絡(luò)里

• 網(wǎng)絡(luò)游戲的鼻祖：MudOS

• 由于MUD1的游戲源代碼是共享的，所以在之后出現(xiàn)了許多改編版本，MUD1也在全世界廣泛流行起來(lái)，并以MUD1為基礎(chǔ)產(chǎn)生了一個(gè)開源游戲框架：MudOS，它是眾多網(wǎng)絡(luò)游戲的鼻祖

• 因?yàn)橥婕遗c玩家之間有比較強(qiáng)的交互，所以MudOS使用了一種單線程的無(wú)阻塞套接字來(lái)服務(wù)所有玩家，單線程的好處就是不容易出現(xiàn)多線程的死鎖、數(shù)據(jù)不同步問(wèn)題，但是單線程的效率要低一些

• 并且由于MudOS是采用無(wú)阻塞套接字，所以它的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收發(fā)比較流暢，可以服務(wù)多個(gè)玩家，如果使用阻塞套接字就只能一次服務(wù)一個(gè)玩家

• MudOS里的所有玩家請(qǐng)求都是發(fā)送到同一個(gè)線程中處理的，主線程每隔一秒鐘就會(huì)對(duì)玩家對(duì)象進(jìn)行一次更新，更新內(nèi)容包括網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)收發(fā)更新、對(duì)象的狀態(tài)機(jī)、處理超時(shí)、刷新地圖、刷新NPC等等，這里就已經(jīng)看出MudOS已經(jīng)有了類似于當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)游戲的感覺(jué)了

• MudOS的特點(diǎn)

• 最早的游戲是采用房間的形式來(lái)對(duì)游戲世界進(jìn)行管理的，每個(gè)房間都有東、南、西、北四個(gè)方向，可以進(jìn)行移動(dòng)，移動(dòng)時(shí)會(huì)進(jìn)入下一個(gè)房間，由于歐美游戲最早的網(wǎng)游都是采用迷宮的形式，所以場(chǎng)景里最基本的移動(dòng)單位被稱為房間

• MudOS使用了一門獨(dú)創(chuàng)的編程語(yǔ)言，叫做LPC

• MudOS用LPC腳本語(yǔ)言來(lái)描述游戲世界、游戲中房間和房間之間的聯(lián)系、NPC、還有各種各樣的劇情，游戲里的高級(jí)玩家可以不斷的通過(guò)修改腳本，來(lái)為這個(gè)游戲添加房間、增加劇情

• 早期的MUD1上線時(shí)只有17個(gè)房間，開發(fā)MUD1游戲的這位同學(xué)畢業(yè)后把項(xiàng)目交給了他的師弟，他的師弟在之后為游戲添加了各種各樣的新玩法和100多個(gè)房間，最終使MUD游戲發(fā)揚(yáng)光大

• MudOS的游戲用戶是使用類似于Telnet的網(wǎng)絡(luò)客戶端，通過(guò)TCP協(xié)議鏈接到MudOS，然后使用純文字來(lái)進(jìn)行游戲，每一條指令都使用回車鍵進(jìn)行分割，也就是當(dāng)你輸入完一個(gè)指令，按下了回車，那么這個(gè)指令就會(huì)發(fā)送到服務(wù)器上，并做相應(yīng)的處理，這跟現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)游戲沒(méi)有太大的差別

• 在那個(gè)年代游戲的數(shù)據(jù)是直接保存在服務(wù)器的文件里，這是一種非常簡(jiǎn)陋的方式，因?yàn)樵L問(wèn)文件的效率沒(méi)有訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)快，并且當(dāng)時(shí)的游戲服務(wù)器能夠承載的人數(shù)是4000人左右，游戲內(nèi)容通過(guò)LPC腳本進(jìn)行定制

• MudOS為國(guó)內(nèi)的第一代MMORPG游戲提供了穩(wěn)固的支持，一直持續(xù)到2003年，后面對(duì)基于MudOS的游戲增加了很多圖形化的東西，但這些非圖形化的內(nèi)容一直都是MMORPG后端的本質(zhì)

第二代游戲服務(wù)器

• 在2000年以后，網(wǎng)絡(luò)游戲脫離了最初的文字形式，進(jìn)入全面的圖形化階段，在這個(gè)過(guò)程中最先承受不住就是服務(wù)器，最先出現(xiàn)性能瓶頸的地方是文件訪問(wèn)，第一代的MudOS服務(wù)器里的數(shù)據(jù)都是以文字形式進(jìn)行保存的，隨著用戶逐漸增多，如果要為每一個(gè)用戶建立一個(gè)數(shù)據(jù)文件，那么就會(huì)有很多的用戶文件

• 用戶頻繁的上下線會(huì)使服務(wù)器也頻繁的對(duì)用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫，從而導(dǎo)致服務(wù)器的負(fù)載越來(lái)越大，難以承受，而且最早期的磁盤分區(qū)采用的格式是EXT格式，比較脆弱，只要稍微一斷電就可能發(fā)生玩家數(shù)據(jù)文件損壞的問(wèn)題，很容易造成數(shù)據(jù)丟失

• 要解決這些問(wèn)題就需要拆分文件里的數(shù)據(jù)，把它放到數(shù)據(jù)庫(kù)里，如果每個(gè)玩家都要有一個(gè)文件，那么由于文件的碎片存在，磁盤對(duì)這些數(shù)據(jù)文件進(jìn)行訪問(wèn)的效率會(huì)非常低，所以需要引入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，數(shù)據(jù)庫(kù)經(jīng)過(guò)了很多數(shù)據(jù)訪問(wèn)的優(yōu)化，所以不會(huì)產(chǎn)生這種碎片文件

• 上圖是第二代服務(wù)器的第二種形態(tài)，隨著游戲服務(wù)器的演化發(fā)展，游戲服務(wù)器已經(jīng)脫離了陳舊的基于MudOS的體系，各個(gè)游戲公司在參考了MudOS組織結(jié)構(gòu)的情況下，開始自己用C語(yǔ)言重新開發(fā)游戲服務(wù)器，并且游戲腳本也已經(jīng)拋棄了傳統(tǒng)的LPC腳本，開始采用擴(kuò)展性更好、性能更好的Python或者Lua來(lái)替代

• LPC腳本的主邏輯使用的是單線程，隨著游戲內(nèi)容的增加，傳統(tǒng)的單線程單服務(wù)器逐漸成為了瓶頸，所以就有人將游戲服務(wù)器拆開，使用多個(gè)服務(wù)器來(lái)提升游戲性能

• 上圖是第一代服務(wù)器的第三種形態(tài)，游戲服務(wù)器經(jīng)過(guò)第二種形態(tài)的改進(jìn)后，邏輯處理效率已經(jīng)提高、邏輯處理的壓力也被緩解了，但兩臺(tái)游戲服務(wù)器同時(shí)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)造成的大量重復(fù)數(shù)據(jù)訪問(wèn)、數(shù)據(jù)交換，使數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)又成了一個(gè)瓶頸

• 為了解決這個(gè)問(wèn)題開發(fā)者為數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)再增加了一層代理層

• 數(shù)據(jù)庫(kù)代理層的作用是不讓游戲服務(wù)器直接訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，要訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)就必須先訪問(wèn)游戲代理

• 比如服務(wù)器要從數(shù)據(jù)庫(kù)里拿出數(shù)據(jù)，取出的數(shù)據(jù)會(huì)被放到代理層的服務(wù)器上，這時(shí)代理層的服務(wù)器里就包含了早先訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)拿到的數(shù)據(jù)

• 當(dāng)有其他玩家又要訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)獲取相同的數(shù)據(jù)時(shí)，代理層就可以直接把緩存的數(shù)據(jù)返回給第二個(gè)玩家，這就是數(shù)據(jù)庫(kù)的前端代理

• 游戲服務(wù)器不再直接訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，而是訪問(wèn)游戲的代理，然后再由代理去訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)在內(nèi)存中提供內(nèi)存級(jí)別的緩存，在MySQL4之前它沒(méi)有提供存儲(chǔ)過(guò)程，所以前端代理一般是跟MySQL服務(wù)器跑在同一臺(tái)機(jī)器上面的，它會(huì)把服務(wù)器發(fā)過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)訪問(wèn)指令進(jìn)行轉(zhuǎn)換，拆分成具體的數(shù)據(jù)庫(kù)操作，在一定過(guò)程上替代了存儲(chǔ)過(guò)程

• 第三型的游戲服務(wù)器結(jié)構(gòu)并沒(méi)有持續(xù)太長(zhǎng)時(shí)間，因?yàn)橛螒蛲婕以谇袚Q場(chǎng)景時(shí)經(jīng)常要切換連接，導(dǎo)致中間狀態(tài)容易混亂

• 比如玩家在第一次登陸游戲時(shí)進(jìn)入了服務(wù)器A，第二次又進(jìn)到了服務(wù)器B，這時(shí)由于游戲的服務(wù)器太多，服務(wù)器在管理時(shí)就容易出現(xiàn)混亂

• 數(shù)據(jù)之間的交互也很麻煩，所以要繼續(xù)對(duì)服務(wù)器進(jìn)行拆分，第四型服務(wù)器拆分出了一個(gè)網(wǎng)關(guān)服務(wù)器，網(wǎng)關(guān)服務(wù)器就像網(wǎng)絡(luò)設(shè)備里的硬件網(wǎng)關(guān)一樣，它是提供給外部所有的玩家訪問(wèn)游戲服務(wù)器的關(guān)口

• 網(wǎng)關(guān)服務(wù)器把玩家訪問(wèn)服務(wù)器的功能全部提取出來(lái)，讓玩家統(tǒng)一連接網(wǎng)關(guān)服務(wù)器，然后再由網(wǎng)關(guān)服務(wù)器把功能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到后端的游戲服務(wù)器，而服務(wù)器與服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)交換也是統(tǒng)一經(jīng)過(guò)網(wǎng)關(guān)來(lái)進(jìn)行交換

• 舉個(gè)例子：如果游戲世界A要與游戲世界B進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，那么我們能不能直接交換呢？

• 在第二代的第四型服務(wù)器里是不可以進(jìn)行直接交換的，需要先把游戲世界A的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)到游戲世界B，然后由游戲世界B把數(shù)據(jù)讀出來(lái)后，再通過(guò)網(wǎng)關(guān)把它轉(zhuǎn)發(fā)給游戲世界A

• 看上去數(shù)據(jù)的交換復(fù)雜了一點(diǎn)，但它保證了架構(gòu)的穩(wěn)定性，因?yàn)檐浖O(shè)計(jì)有一個(gè)很重要的原則：高內(nèi)聚低耦合

• 這種類型的服務(wù)器能夠穩(wěn)定的為玩家提供游戲服務(wù)，一臺(tái)網(wǎng)關(guān)服務(wù)器能夠支持一到兩萬(wàn)人

• 隨著年代的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)游戲玩家越來(lái)越多，玩法也越來(lái)越多，傳統(tǒng)的服務(wù)器性能又不能夠滿足需求了，這時(shí)就需要采用服務(wù)器擴(kuò)展的方式來(lái)滿足服務(wù)器的性能需求了

• 按照前人的經(jīng)驗(yàn)，把MudOS的各個(gè)服務(wù)拆開會(huì)使它的性能更好，所以既然網(wǎng)關(guān)服務(wù)器可以拆分出來(lái)，那么基礎(chǔ)服務(wù)也可以進(jìn)行拆分，比如將基礎(chǔ)服務(wù)中的聊天、交易服務(wù)拆分到聊天服務(wù)器和交易服務(wù)器上，讓一臺(tái)服務(wù)器只負(fù)責(zé)某一項(xiàng)特定的功能

• 同時(shí)也增加一些關(guān)鍵服務(wù)器的數(shù)量，比如上圖中的邏輯服務(wù)器（GAME World）和網(wǎng)關(guān)服務(wù)器（GATE）

• 這樣的服務(wù)器有什么好處呢？

• 這樣的模型是一個(gè)比較成功的模型，很多成功的游戲都運(yùn)用了類似的架構(gòu)，并且發(fā)揮了它的性能優(yōu)勢(shì)，但這樣的服務(wù)器又有兩個(gè)挑戰(zhàn)，就是每增加一級(jí)服務(wù)器，狀態(tài)機(jī)的復(fù)雜度可能就會(huì)翻倍，比如每一級(jí)有十種狀態(tài)，再增加一級(jí)，就是十乘以十，也就是有100種狀態(tài)

• 狀態(tài)機(jī)復(fù)雜度翻倍會(huì)導(dǎo)致研發(fā)和找bug的成本無(wú)限上升，并且對(duì)于開發(fā)組的挑戰(zhàn)也比較大，一旦項(xiàng)目時(shí)間比較緊張，開發(fā)人手不足時(shí)，服務(wù)器很可能會(huì)出現(xiàn)停機(jī)的情況

第三代游戲服務(wù)器

• 第三代的游戲服務(wù)器的普及是從2007年開始的，也可以說(shuō)是從《魔獸世界》開始，那時(shí)無(wú)縫的游戲世界地圖已經(jīng)深入人心了，在之前的游戲里玩家走幾步就要切換場(chǎng)景，每次切換場(chǎng)景都要加載幾十秒，這是非常破壞游戲體驗(yàn)的，所以從2005年以后的大型的MMO開始，無(wú)縫地圖就成為了標(biāo)配

• 以前玩的《暗黑破壞神》是在你進(jìn)入到某一層時(shí)加載一個(gè)地圖，到了第三代游戲服務(wù)器后就不是這樣了，第三代游戲服務(wù)器的架構(gòu)如上方圖片所示，也是有兩個(gè)網(wǎng)關(guān)服務(wù)器，玩家是連接網(wǎng)關(guān)服務(wù)器的，不是直接連接后端服務(wù)器

• 由于第三代服務(wù)器沒(méi)有地圖的存在，不能像第二代服務(wù)器一樣有游戲世界A或者游戲世界B，所以出現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)服務(wù)器，一個(gè)節(jié)點(diǎn)服務(wù)器可以認(rèn)為是游戲里的一塊區(qū)域，如果游戲里的無(wú)縫地圖分成10塊或者是20塊，那么就會(huì)有20或者10個(gè)節(jié)點(diǎn)服務(wù)器，在節(jié)點(diǎn)服務(wù)器中要進(jìn)行尋路時(shí)只要訪問(wèn)地圖服務(wù)器就可以了，游戲服務(wù)器只是提供了地圖尋路的服務(wù)

• 無(wú)縫地圖服務(wù)器中最關(guān)鍵的點(diǎn)就是地圖的節(jié)點(diǎn)管理，一個(gè)節(jié)點(diǎn)就是一塊區(qū)域，當(dāng)玩家從節(jié)點(diǎn)A移動(dòng)到節(jié)點(diǎn)B時(shí)發(fā)生了什么樣的事情呢？

• 玩家在上圖中使用綠色的三角形表示，當(dāng)玩家從節(jié)點(diǎn)A走到節(jié)點(diǎn)B需要做如下處理

• 玩家1是完全由節(jié)點(diǎn)A控制的，玩家3是由節(jié)點(diǎn)B控制的，處于兩個(gè)節(jié)點(diǎn)邊緣的玩家2同時(shí)由節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)B來(lái)進(jìn)行管理，因?yàn)橥婕以诘貓D邊界時(shí)可能會(huì)來(lái)回走動(dòng)，直接將他交給節(jié)點(diǎn)A或節(jié)點(diǎn)B進(jìn)行管理都不太合適，所以就交給節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)B共同管理

• 這塊被節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)B共同管理的區(qū)域叫做共管區(qū)，玩家2從節(jié)點(diǎn)A移到節(jié)點(diǎn)B的過(guò)程中，會(huì)同時(shí)向節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)B發(fā)送請(qǐng)求來(lái)獲取節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)B的情況，玩家2到達(dá)節(jié)點(diǎn)A的地圖邊界時(shí)就會(huì)開始請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)B的一些數(shù)據(jù)了，防止在跨域節(jié)點(diǎn)時(shí)出現(xiàn)卡頓

• 直到玩家2徹底離開節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)B的共管區(qū)，玩家2才會(huì)徹底離開節(jié)點(diǎn)A，來(lái)到節(jié)點(diǎn)B，這個(gè)過(guò)程中一般會(huì)使用鏈表或者動(dòng)態(tài)數(shù)組來(lái)進(jìn)行管理

• 把游戲世界的地圖分割為一個(gè)個(gè)的區(qū)塊交由不同節(jié)點(diǎn)來(lái)管理，但這些節(jié)點(diǎn)在地理上是沒(méi)有必要互相鏈接的，比如在平坦的大陸周圍有一些高山，高山附近的玩家比較少，那么就可以把這些高山區(qū)塊統(tǒng)一交給一個(gè)節(jié)點(diǎn)來(lái)管理，節(jié)點(diǎn)只是邏輯上的概念，所以這個(gè)管理所有的高山區(qū)的節(jié)點(diǎn)沒(méi)有必要跟平坦大陸的節(jié)點(diǎn)連在一起

• 節(jié)點(diǎn)所管理的區(qū)塊可以在游戲運(yùn)行時(shí)根據(jù)游戲的負(fù)載實(shí)時(shí)調(diào)整，負(fù)責(zé)進(jìn)行調(diào)整就是節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器（NodeMaster），它是非常重要的一個(gè)服務(wù)器

• 節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器負(fù)責(zé)管理節(jié)點(diǎn)的負(fù)載均衡，在開發(fā)節(jié)點(diǎn)服務(wù)器時(shí)，我們碰到的第一個(gè)問(wèn)題就是節(jié)點(diǎn)服務(wù)器需要和玩家進(jìn)行通信

• 以前使用按照?qǐng)鼍扒懈罘?wù)器的方式問(wèn)題不大，只需要訪問(wèn)一下網(wǎng)關(guān)服務(wù)器就可以把數(shù)據(jù)緩存起來(lái)，但現(xiàn)在服務(wù)器種類增加了，玩家又不停的在節(jié)點(diǎn)之間來(lái)回移動(dòng)，如果按照用戶編號(hào)來(lái)進(jìn)行查詢就比較麻煩

• 另外一方面，網(wǎng)關(guān)服務(wù)器要根據(jù)坐標(biāo)來(lái)計(jì)算玩家在哪個(gè)節(jié)點(diǎn)上，玩家來(lái)回移動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致邏輯越來(lái)越麻煩

• 為了解決這個(gè)問(wèn)題，第三代服務(wù)器特地增加了一個(gè)對(duì)象服務(wù)器，原來(lái)的方式是網(wǎng)關(guān)服務(wù)器根據(jù)一定的算法計(jì)算玩家應(yīng)該在哪個(gè)節(jié)點(diǎn)上，由于玩家可能會(huì)從節(jié)點(diǎn)A跑到節(jié)點(diǎn)B去，所以就需要在節(jié)點(diǎn)B上面重新加載玩家放在節(jié)點(diǎn)A上面的數(shù)據(jù)，再把它挪到節(jié)點(diǎn)B上面

• 并且如果一個(gè)玩家與另外一個(gè)節(jié)點(diǎn)的玩家進(jìn)行交互，那么中間的過(guò)程就會(huì)非常復(fù)雜

• 首先必須要通過(guò)網(wǎng)關(guān)查找來(lái)與節(jié)點(diǎn)B的玩家進(jìn)行交互，節(jié)點(diǎn)B的數(shù)據(jù)又要通過(guò)網(wǎng)關(guān)再轉(zhuǎn)發(fā)給節(jié)點(diǎn)A，過(guò)程非常繁瑣

• 所以第三代服務(wù)器特地增加了一個(gè)對(duì)象管理服務(wù)器，對(duì)象管理服務(wù)器專門管理一個(gè)節(jié)點(diǎn)上的所有對(duì)象，一個(gè)對(duì)象可以是在節(jié)點(diǎn)A，也可以在節(jié)點(diǎn)B，還可以在節(jié)點(diǎn)C，這樣就變成了節(jié)點(diǎn)只管理一個(gè)區(qū)塊，對(duì)象的數(shù)據(jù)放在對(duì)象服務(wù)器，區(qū)塊的數(shù)據(jù)放在節(jié)點(diǎn)服務(wù)器

• 上圖是第三代服務(wù)器的第二種形態(tài)，網(wǎng)關(guān)服務(wù)器經(jīng)過(guò)精簡(jiǎn)后就沒(méi)有那么多復(fù)雜的功能了，只是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，用戶邏輯放在對(duì)象服務(wù)器里進(jìn)行管理，服務(wù)器經(jīng)過(guò)網(wǎng)關(guān)找對(duì)象時(shí)通過(guò)一個(gè)很簡(jiǎn)單的算法就能知道對(duì)象應(yīng)該在哪個(gè)對(duì)象服務(wù)器上，因?yàn)樗械膶?duì)象都是被一個(gè)對(duì)象管理器管理的

動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡

• 第三代的服務(wù)器上有的節(jié)點(diǎn)被玩家訪問(wèn)的次數(shù)比較多，比如如果一個(gè)游戲服務(wù)器里的交易NPC全部都集中在一塊區(qū)域里，玩家會(huì)經(jīng)常訪問(wèn)這塊區(qū)域，那么這塊區(qū)域的負(fù)載就會(huì)比較大

• 要解決這個(gè)問(wèn)題可以將人群比較擁擠的區(qū)塊分割的小一點(diǎn)，讓一個(gè)節(jié)點(diǎn)管理一個(gè)小區(qū)塊，這個(gè)區(qū)塊里面要管理的NPC和玩家比較多，同樣的也可以將平時(shí)沒(méi)有什么玩家走動(dòng)的打怪地圖劃分的大一些，這就叫做動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡

• 動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡是由節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器負(fù)責(zé)管理的

戰(zhàn)網(wǎng)游戲服務(wù)器

• 戰(zhàn)網(wǎng)服務(wù)器也可以叫做第三代第三型服務(wù)器，傳統(tǒng)的服務(wù)器都是基于最早的MudOS架構(gòu)不斷進(jìn)行延伸，這種架構(gòu)對(duì)于一些實(shí)時(shí)性的戰(zhàn)斗交互處理效率太低了，所以它需要一種戰(zhàn)網(wǎng)服務(wù)器

• 戰(zhàn)網(wǎng)服務(wù)器的特點(diǎn)就是處理效率比較高，很多計(jì)算都是放在客戶端進(jìn)行，服務(wù)器只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，《王者榮耀》就可以認(rèn)為是服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)的戰(zhàn)網(wǎng)服務(wù)器，但它不是一個(gè)純粹的戰(zhàn)網(wǎng)服務(wù)器，它是類似于服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)的戰(zhàn)網(wǎng)服務(wù)器，經(jīng)典的戰(zhàn)網(wǎng)服務(wù)器跟MMORPG游戲服務(wù)器有兩個(gè)區(qū)別

• MMORPG游戲服務(wù)器是分區(qū)分服的，北京區(qū)的用戶和廣州區(qū)的用戶老死不相往來(lái)

• 戰(zhàn)網(wǎng)服務(wù)器每局游戲一般都是開房間，八個(gè)人或者十個(gè)人一起參加游戲，全國(guó)用戶都可以訪問(wèn)同一個(gè)服務(wù)器，所有玩家都可以一起進(jìn)行游戲，玩家與玩家之間使用的是P2P方式進(jìn)行連接的

• 以前的戰(zhàn)網(wǎng)服務(wù)器只負(fù)責(zé)把玩家連接在一起，然后從所有玩家中選出一名玩家作為主機(jī)，現(xiàn)在為了游戲的公平性，服務(wù)器都已經(jīng)不采用這種架構(gòu)了，而是讓所有數(shù)據(jù)都經(jīng)過(guò)服務(wù)器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，這樣就保證了客戶端玩家不太可能作弊，這種架構(gòu)比這種傳統(tǒng)的戰(zhàn)網(wǎng)服務(wù)器要安全一些，同時(shí)又不像MMORPG游戲那樣所有東西都在服務(wù)器上計(jì)算

• 戰(zhàn)網(wǎng)服務(wù)器都包括哪些東西呢？

• MatchMaking

• MatchMaking服務(wù)器是用來(lái)專門做玩家的匹配服務(wù)的，它是通過(guò)創(chuàng)建房間、加入房間、自動(dòng)匹配、玩家邀請(qǐng)等等方式來(lái)組成游戲房間的

• STUN（牽引服務(wù)器）

• 牽引服務(wù)器的目的就是把其他玩家連接到戰(zhàn)網(wǎng)服務(wù)器當(dāng)前的主機(jī)上面，在某些情況下，比如電信和網(wǎng)通的用戶連接比較慢時(shí)，戰(zhàn)網(wǎng)服務(wù)器就會(huì)設(shè)置一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)無(wú)法聯(lián)通的玩家之間的操作

• 其實(shí)王者榮耀也是采用這樣的方式，所有的數(shù)據(jù)都要經(jīng)過(guò)服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)一遍

第三代服務(wù)器的困境

• 比較接近現(xiàn)代游戲服務(wù)器的第三代游戲服務(wù)器已經(jīng)講完了，那么這種現(xiàn)代的游戲服務(wù)器它又存在哪些困境呢？

• 1，服務(wù)器的可擴(kuò)展性比較差

• 每一個(gè)服務(wù)器都承擔(dān)了獨(dú)立的功能，沒(méi)辦法按照業(yè)務(wù)邏輯靈活劃分服務(wù)器

• 2，可調(diào)式性差

• 現(xiàn)在的服務(wù)器有兩種形式，單線程多進(jìn)程和單進(jìn)程多線程

• 多線程服務(wù)器的線程與線程之間可能會(huì)引發(fā)死鎖、數(shù)據(jù)不一致的問(wèn)題，死鎖問(wèn)題簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是兩個(gè)玩家同時(shí)購(gòu)買一個(gè)唯一道具導(dǎo)致兩個(gè)玩家都無(wú)法購(gòu)買道具的問(wèn)題，詳細(xì)內(nèi)容可以參考我們的vip課程

• 單線程多進(jìn)程的形式也有一些問(wèn)題，由于客戶端和服務(wù)器都是采用腳本語(yǔ)言進(jìn)行邏輯開發(fā)的（比如Lua、Python），而這些腳本語(yǔ)言在進(jìn)行調(diào)試時(shí)只能通過(guò)打印日志來(lái)看到程序問(wèn)題，所以在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)想要進(jìn)行調(diào)試就會(huì)比較困難

• 3，不能跨平臺(tái)

• 游戲服務(wù)器最常用的就是Linux和Windows服務(wù)器，而第三代服務(wù)器不能跨Linux和Windos平臺(tái)，而且第三代服務(wù)器的客戶端和服務(wù)端使用的并不是相同的語(yǔ)言，也就是使用第三代服務(wù)器開發(fā)游戲可能需要學(xué)習(xí)兩種以上的編程語(yǔ)言

• 4，代碼繁瑣

• 第三代服務(wù)器使用的C語(yǔ)言沒(méi)有異步這種語(yǔ)法結(jié)構(gòu)，也沒(méi)有Lambda表達(dá)式、想要使用正則表達(dá)式還需要導(dǎo)入第三方庫(kù)

• 第三代服務(wù)器的模塊化程度也不夠，不是基于組件式進(jìn)行開發(fā)的

• 5、無(wú)法做到不停服更新

• 如果要做不停服更新的話服務(wù)器必須要支持腳本語(yǔ)言，如ToLua、XLua

• 6、代碼可重用性差，沒(méi)有Actor支持

• 很多時(shí)候客戶端跟服務(wù)器的功能是相似的，但在第三代服務(wù)器中你需要寫兩份代碼功能相似的代碼，所以很難維護(hù)

• 沒(méi)有Actor支持，就意味著無(wú)法簡(jiǎn)潔的支持大規(guī)模并發(fā)

• 7，數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)繁瑣

• 過(guò)去的服務(wù)器架構(gòu)用的比較多的就是使用Redis做數(shù)據(jù)緩存，用MySQL做數(shù)據(jù)庫(kù)，但實(shí)際上我們只需要用一種數(shù)據(jù)庫(kù)就可以了，這種數(shù)據(jù)庫(kù)叫做Mongo

• 8，缺乏簡(jiǎn)單、高效的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議支持

• 現(xiàn)在的服務(wù)器開發(fā)里都會(huì)用ProtoBuffer，所以這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)在第四代網(wǎng)絡(luò)游戲服務(wù)器里已經(jīng)解決了

• 9，不支持幀同步

• TCP協(xié)議是比較安全的網(wǎng)絡(luò)通信方式，它不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟包、數(shù)據(jù)包時(shí)序混亂等等問(wèn)題，但TCP數(shù)據(jù)包為了保證可靠性與安全性，犧牲了一些數(shù)據(jù)包收發(fā)的效率

• UDP恰恰相反，它是一種不可靠的數(shù)據(jù)包傳遞方式，它會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、時(shí)序混亂等問(wèn)題，但它的傳遞的速度很快

• 第四代游戲服務(wù)器會(huì)用到UDP協(xié)議，為了保證可靠性我們需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)可靠UDP協(xié)議，它不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、時(shí)序混亂等問(wèn)題

• 因?yàn)檫^(guò)去大部分服務(wù)器架構(gòu)都是針對(duì)MMO游戲開發(fā)的，所以對(duì)幀同步支持有限，而且實(shí)現(xiàn)幀同步必須要有可靠UDP協(xié)議

• Unity的數(shù)學(xué)和物理運(yùn)算庫(kù)是有問(wèn)題的，它會(huì)出現(xiàn)浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算誤差，如果你在C#中用一個(gè)非常大的浮點(diǎn)數(shù)加上一個(gè)非常小的浮點(diǎn)數(shù)，在你把結(jié)果打印到日志上時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)算出來(lái)的數(shù)值跟你想象的那個(gè)不一樣

寫在最后

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